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Quel système sera le plus bruyant et qui donnera le silence «absolu»: deux projets scientifiques intéressants

Un groupe de physiciens d'Australie, de Singapour et de Chine a développé une technologie pour contrôler l'état quantique des photons dans le bruit du vide. À long terme, la solution augmentera la précision de l'informatique quantique.

Nous vous expliquons comment fonctionne le système "le plus silencieux". Nous parlerons également d'un autre projet scientifique - ses participants, au contraire, ont réussi à générer le son le plus fort de la planète.


Photo Oleg Laptev / Unsplash

Chut chut


Dans n'importe quel endroit , même le plus calme de la planète , il y a ce qu'on appelle le bruit du vide. Sa source est l' énergie du vide , qui constitue la base de l'univers. Cette énergie est générée par des atomes et des molécules qui émettent des ondes électromagnétiques lors de la transition d'un état excité à un état stable (effet d' émission spontanée ). Le bruit du vide existe même dans des pièces sombres isolées et calmes et peut interférer avec le fonctionnement des réseaux quantiques et des ordinateurs - provoquer des interférences lors du codage des informations dans l'état quantique des photons.

Une équipe de scientifiques dirigée par des physiciens et des ingénieurs de l'Université nationale australienne (ANU) a proposé une solution au problème. Présentation des spécialistes Un dispositif pour contrôler l'état quantique des photons au niveau de l'énergie, qui est généralement noyé par le bruit du vide.

Son principe de fonctionnement est basé sur la méthode de compression de la lumière . Il s'agit d'un phénomène quantique qui permet de redistribuer les inexactitudes dans la détermination des paramètres de lumière associés au principe de Heisenberg (il ne permet pas de mesurer simultanément les coordonnées et la quantité de mouvement d'une particule). En effet, il réduit l'erreur selon l'un des axes (amplitude ou phase) et permet de travailler à un niveau de bruit inférieur au silence.

Les scientifiques sont engagés dans les technologies de compression légère depuis plus de 20 ans. Ils ont utilisé la même technique pour augmenter la précision des mesures optiques. Par exemple, en kilomètres interféromètres pour l'enregistrement des ondes gravitationnelles. Les auteurs de l'étude s'attendent à ce que leur nouvel appareil contribue au développement de l'informatique quantique et du chiffrement.

L'équipe a déjà présenté les résultats de son travail au concours annuel Rising Star of Light - organisé par la maison d'édition Springer Nature - et a remporté la première place. Cependant, les ingénieurs doivent résoudre plusieurs problèmes. Par exemple, leur méthode proposée est toujours instable . Mais quand la technologie sera rodée, elle pourra «sortir» du laboratoire.

L'exact opposé est le son le plus fort


L'année dernière, un groupe de chercheurs du National Accelerator Laboratory des États-Unis (SLAC) a pu atteindre la limite calculée du volume sonore dans le milieu aquatique - 270 dB. C'est bien plus qu'un avion ou une fusée au décollage. Les ingénieurs ont utilisé le laser à rayons X Linac Coherent Light Source (LCLS) - il est capable de créer un « trou noir moléculaire » et de chauffer l'eau à 100 000 ° C. De minces jets d'eau d'un diamètre de 14 à 30 μm ont été «bombardés» par de courtes impulsions. Sous l'influence du rayonnement, le liquide s'est évaporé instantanément, provoquant une onde de choc.


Il est impossible de générer un son supérieur à 270 dB dans un milieu liquide. Au-delà de la valeur seuil, l'eau cesse de s'évaporer et se transforme en micro-bulles remplies de vapeur. Après la formation, ils s'effondrent immédiatement (la soi-disant cavitation se produit ), mais l'onde sonore n'est plus formée.

Selon des représentants du SLAC, à l'avenir, de telles expériences aideront à mieux comprendre comment un volume élevé affecte les échantillons physiques et biologiques. Cela ouvrira de nouvelles possibilités dans le développement des matériaux.


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